Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
Expressão, Purificação e Cristalização da Enzima XaFolD: Alvo
Molecular para o Desenvolvimento de Novos Agroquímicos
Renata V. Bueno* (PG), Fernando V. Maluf (PG), Rafael V. C. Guido (PQ)
*[email protected]
Laboratório de Química Medicinal e Computacional – LQMC, Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos –
CIBFar-CEPID, Instituto de Física de São Carlos – IFSC, Universidade de São Paulo – USP
Palavras Chave: escaldadura das folhas, Xanthomonas albilineans, XaFolD, agroquímicos.
Introdução
A escaldadura das folhas, causada pela bactéria
Xanthomonas albilineans (Ashby) Dowson, é uma das
cinco fitopatologias mais importantes que atingem a
cana-de-açúcar, resultando em significativa diminuição
da produtividade, necessidade de reforma precoce dos
canaviais e queda na qualidade do caldo extraído.1 O
impacto dessa fitopatologia somado à ausência de
agentes químicos ou biológicos para controlá-la
estimula a pesquisa de moléculas bioativas candidatas
a
novos
agroquímicos.
A
enzima
N5,N10metilenotetrahidrofolato desidrogenase-ciclohidrolase de X.
albilineans (XaFolD), integrante da via de biossíntese
de folatos - componentes essenciais à síntese de
purinas, pirimidinas e metabolismo de aminoácidos constitui um alvo molecular atrativo para o
desenvolvimento de novos defensivos agrícolas. No
presente trabalho foram realizadas a expressão,
purificação e triagem de condições de cristalização da
XaFolD, com o objetivo de integrar informações
estruturais ao planejamento racional de novos
inibidores da biossíntese de folatos, candidatos a
agroquímicos para a cana-de-açúcar.
andamento para obtenção de cristais de elevada
qualidade e apropriados para os estudos de difração
de raios-X.
Figura 1. Gel de eletroforese SDS-PAGE 15%. Marcador de
massa molecular (MK), frações solúvel (A) e insolúvel (B) do
lisado celular e frações obtidas por cromatografia de
afinidade (C-D) e de gel filtração (E-H), com a banda de
XaFolD purificada destacada.
Resultados e Discussão
A sequência codificante de XaFolD foi amplificada por
PCR a partir do DNA genômico de X. albilineans. O
fragmento amplificado foi clonado em três diferentes
vetores de expressão (pETM11, pETTrx-1a e pETNus1a) empregando o sistema de Clonagem
Independente de Ligação (LIC).2 Após avaliação do
perfil de expressão das frações solúveis de XaFolD
para os diferentes vetores, a construção fusionada
com hexahistidina e tiorredoxina (XaFolD-6xHisTrx) foi
selecionada para expressão em maior escala. A
XaFolD foi purificada em etapas sequenciais de
cromatografia por afinidade e gel filtração (Figuras 1 e
2). No total foram obtidos 60 mg/L de proteína com
elevado teor de pureza (> 95%). Após a purificação, foi
realizada a concentração da proteína em dispositivo
Amicon Ultra-15 10 KDa (Millipore). A triagem de
condições de cristalização foi realizada a partir de três
concentrações de XaFolD (5 mg/mL, 10 mg/mL, 15
mg/mL) empregando-se a técnica de difusão de vapor
e matriz esparsa, com quatro kits comerciais,
totalizando cerca de 1.500 experimentos. A condição
de cristalização composta por 0,2M MgCl2, 0,1 TrisHCl (pH 8,5) e 30% PEG 4000 foi identificada como
promissora. Experimentos de cristalização para
otimização dos hits iniciais encontram-se em
37a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Figura 2. Cromatograma da purificação da enzima XaFolD
por gel filtração.
Conclusões
A expressão e a purificação de XaFolD foram
realizadas com sucesso, fornecendo proteína com
rendimento adequado e elevado teor de pureza.
Ensaios de cristalização estão sendo conduzidos, para
a determinação da estrutura 3D da enzima por difração
de raios-X. Além disso, encontra-se em andamento
estudos de cinética enzimática e ensaios de inibição
da XaFolD, para possibilitar o desenvolvimento de
novos inibidores da biossíntese de folatos candidatos
a novos agroquímicos para a cultura da cana-deaçúcar.
Agradecimentos
FAPESP (Bolsa Doutorado # 2013/04737-8 e BIOEN Jovem Pesquisador #2011/08042-9)
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1
2
Birch, R. G. Mol. Plant. Pathol. 2001, 2, 1.
Aslanidis, C.; De Jong, P. J. Nucleic Acids Res. 1990, 18, 6069.